面向启动过程的高速离心泵转子系统瞬态分析

基于简化模型构建了高速离心泵转子系统的一维梁结构有限元模型,其中,轴承刚度采用经验公式进行建模。采用一维流体仿真软件Flomaster和Simulink联合仿真获取了泵在启动过程中转速和流量随时间的变化曲线,并将从Flomaster软件中获取的外特性数据加载到流场模拟软件CFX中对转子系统在启动过程中的叶轮部分进行流场分析,得出转子系统在启动过程中的轴向力和径向力随时间的变化曲线。然后,基于所得载荷-时间历程和有限元模型对转子系统进行瞬态分析,得到了高速离心泵转子系统在泵启动过程中各个节点及轴承处的动态响应,揭示了其瞬时响应变化规律。

基于安排过渡过程的高转速伺服控制系统设计

经典PID直接取目标和实际行为之间的误差,当初始误差较大时,PID参数不能设计的太大,否则会使控制量太大而进入饱和状态,降低了对系统的控制能力。以某高转速搜索平台为研究对象,通过安排过渡过程设计了系统的速率稳定环。仿真表明,安排过渡过程是提高高转速伺服控制系统性能的一种有效方法。

长空气间隙放电过程的试验观测技术

长空气间隙放电物理过程的试验观测研究是揭示长间隙放电机制和建立放电分析模型的基础。在高速光学观测技术、放电电流测量技术、空间瞬态电场测量技术和同步观测技术4方面开展了研究。通过分析高速摄影仪的成像原理,设计了针对不同放电阶段先导通道光学特性的观测方法;通过合理设计电极结构,研制全数字式光电隔离采集系统,实现了对高电位放电通道电流的全数字式测量;基于Pockels效应,研制出测量幅值上限达800 kV/m的集成光波导瞬态电场仪;基于高速摄影仪曝光时钟信号,提出了各测量设备的数据同步方案。该研究为准确地获取长空气间隙放电关键物理参数,揭示长空气间隙放电发展的物理过程提供了有力支撑。

计及高架桥电气耦合的高速铁路过分相电磁暂态研究

针对高速铁路动车组通过高架桥上过分相段的复杂电磁暂态过程,本文进行了过分相段暂态状态过程求解和评估。首先分析了过分相过电压过程及机理;然后建立了计及高架桥电气耦合的高速铁路过分相段的集中参数等值电路模型;其次对计及高架桥电气耦合的过电分相段中出现的4个暂态过程建立状态方程,求解得出过分相动车组弓头电压每个暂态过程的全响应波形,并评估了不同暂态过程和电气参数耦合对状态变量的影响;最后仿真对比分析了计及桥梁回路耦合与不考虑桥梁回路电气耦合时的过电分相全过程,计算和仿真结果验证了高架桥回路对过分相过电压有明显的泄流和抑制作用。

外混式自吸离心泵瞬态高速摄影试验

为了研究自吸泵在自吸过程中的内部流动变化,设计了可视化自吸离心泵样机,利用Labview虚拟仪器记录了自吸泵在自吸过程中压力、流量、转速等参数随时间的变化,研究了转速对自吸泵出口压力及自吸时间的影响.同时通过高速摄影试验,拍摄了各阶段自吸泵关键部位的气液两相流动状况,分析了自吸泵在自吸过程中气液两相的变化规律.研究结果表明:根据压力和流量随时间的变化规律,自吸泵的自吸过程可以分3个阶段,分别为自吸启动阶段、自吸稳定阶段和自吸突变阶段,且不同转速下的出口压力变化规律也符合这一特征;叶轮转速越大,自吸泵出口压力在自吸稳定阶段的波动幅度越大,最终稳定的压力值越大,且自吸时间越短;在自吸过程中,蜗壳和叶轮流道内均存在气泡分裂现象,单个大气泡逐渐拉长呈哑铃状,后随着气泡中间连接通道的消失,分裂成2个小气泡,以促进气体的排出和自吸的完成.

相继暂态过程中故障迭加分量的提取方法

根据故障信号的特征,提出了准确获取故障迭加分量的方法,可克服反应故障分量快速保护在第二暂态中必须闭锁而导致不能反应相继故障的缺陷。数字仿真验证实了前述问题的存在及所提解决方法的正确性。

微孔电化学加工的一种模糊控制方法及其系统设计

针对微细电化学加工控制中的实时性要求、间隙状态监控以及断/短路检测等问题,提出了一种适于微孔电化学加工的模糊PID控制方法,实现了基于32位嵌入式处理器的微孔电化学加工控制系统,实现了相关的控制结构、精密定位控制、加工控制以及高速通信。测试结果表明:系统误差小于0.2μm,调节时间在2ms以内,能够满足微孔电化学加工的工艺要求。

柴油机燃烧过程涡流室内瞬态温度分布的研究

采用激光莫尔偏折技术 ,结合高速摄影方法 ,对 S1 95柴油机燃烧过程涡流室内的瞬态温度分布进行了测试研究 。

超高速磨削SPWM电主轴系统机电耦合振动的瞬态特性研究

超高速磨削相比于普通磨削具有效率高、表面质量好,可实现难加工材料的精密加工等优点,但是随着砂轮线速度的提高,高速电主轴和高频变频哭的应用越来越广泛,高频高频哭、电主轴、砂轮及磨削载荷之间的机电耦合振动对磨削系统的稳定性和磨削质量的影响越来越显著,因此有必要进行深入的机理研究。为揭示超高速磨削SPWM砂轮电主轴系统的机电耦合振动规律,本文建立了SPWM电压源逆变器供电的砂轮主轴系统的机电耦合数学模型,利用该模型对超高速磨削SPWM砂轮电主轴系统的启动、升速及加入磨削力等瞬变过程进行了数值仿真研究。研究结果表明,该模型能有效地反映SPWM砂轮电主轴系统的机电参数之间的相互影响规律,可以作为超高速砂轮主轴系统研究机电耦合振动的防治和磨削参数的优化的基础;高次谐波电压是诱发超高速磨削机电耦合振动的主要因素;磨削力加载的冲击对横振的影响大于扭振。

核电厂大功率汽轮机调速控制优化方法设计

为了解决核电厂大功率汽轮机出现的转子力矩不平衡与超调问题,提出一种核电厂大功率汽轮机调速控制优化方法。首先分析核电厂大功率汽轮机组调节子系统的组成,并从静态和动态两方面探究调节子系统的特征。其次根据调速系统的动态与静态特征,建立转子力矩平衡方程以实现转子力矩平衡控制,为瞬态动力学分析提供了稳定的工作条件。再次通过瞬态动力学分析,将汽轮机叶片模型分割为超单元,计算关键位置的应力分布和动态响应,以降低超调量。最后构建模糊PID控制器,结合汽轮机叶片阻尼比,优化调速控制参数,设定调速控制函数,实现汽轮机调速稳定控制。实验结果表明,该方法超调量小,控制平衡能力与稳定精度高,平均累计控制误差不超过0.02 r/min。

基于安排过渡过程的制冷机控温策略设计

为解决斯特林制冷机控制系统中经典PID闭环控制器易出现积分饱和而带来性能下降的问题,提出一种基于安排过渡过程的制冷机控温策略,在经典PID控制器的基础上,对控温点的切换安排平滑渐变的过渡过程。以斯特林制冷机系统作为研究对象,重点分析了制冷机系统的模型、经典PID控制策略的局限性、过渡过程的原理和可行性方案,基于计算机仿真与实物试验的方式对其进行验证,结果表明,调节时间缩短为原指标的56%,超调量减少为原指标的22%。该方案对于制冷机系统控温性能的提升起到显著作用。